CN105073963A - 自动变速机用润滑油组合物 - Google Patents

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Abstract

提供自动变速机用润滑油组合物，其适合用作即使减少粘度时也具有防止磨耗和烧伤的性能增强的自动变速机油，特别适合用作金属带式无级变速机油。自动变速机用润滑油组合物的特征在于：以润滑油基础油的总质量作为基准，在润滑油基础油中包括，(A)按硼原子换算为300至1000质量ppm的含硼无灰分散剂，(B)按金属原子换算为100至1200质量ppm的总碱值为至少200mgKOH/g的金属系清洁剂，和(C)0.01-5质量％的摩擦调整剂，并且其中按硼原子换算的组分(A)的含量(Bo：质量ppm)与按金属原子换算的组分(B)的含量(M：质量ppm)的比(Bo/M)为0.5-4。

Description

自动变速机用润滑油组合物
技术领域
本发明涉及自动变速机用润滑油组合物，特别地涉及金属带式无级变速机用润滑油组合物。
背景技术
最近的自动变速机或无级变速机已经要求轻量小型化，并且寻求伴随与变速机组合使用的发动机的功率输出增加，改进动力传输能力。轻量小型化的目的在于改进安装有变速机的车辆的燃料效率。
特别地，在金属带式无级变速机的情况下，如果带和滑轮(pulley)之间的摩擦系数增加，则可以小型化，因此优选此处使用的润滑油为保持高的金属间摩擦系数特性的油。
此外，润滑油还要求减少燃费。具体地，润滑油通过降低其粘度、搅拌阻力、或者离合器组件(clutchpack)的空运转时或流体膜润滑时的粘性阻力导致动力损失减少，有利于改进燃料经济性。
已提出使摩擦调整剂、金属系清洁剂、无灰分散剂和耐磨耗剂的添加优化以使锁止离合器(lock-upclutch)的摩擦特性保持在良好条件下、并提供持久的初期防抖性(initialanti-shudderproperties)的变速机油(参见下述专利文献1至7)。
例如，专利文献1公开了一种包含各自特定量的特定水杨酸钙、SP系极压剂、特定琥珀酰亚胺和含硼无灰分散剂的变速机用润滑油组合物，所述组合物显示出优良的性能如优良的防抖性和持久的疲劳寿命。专利文献2公开了一种包含具有特定构造的有机酸金属盐、耐磨耗剂和含硼琥珀酰亚胺作为必须成分、从而具有较高的金属间摩擦系数和对于滑动控制机构的防抖性两者的无极变速机用润滑油组合物。专利文献3公开了一种包含水杨酸钙、含磷耐磨耗剂、摩擦调整剂、和分散型粘度指数改进剂从而具有较高的金属间摩擦系数和对于滑动控制机构的防抖性两者的持久的无级变速机用润滑油组合物。专利文献4公开了一种包含二硫代氨基甲酸盐(酯)化合物、具有8-30个碳原子的支化的脂肪酸和胺的缩合物、和胺系抗氧化剂从而具有优良和持久的防抖性的润滑油组合物。专利文献5公开了一种包含磺酸钙、亚磷酸酯类，并进一步包含肌氨酸衍生物或羧酸和胺的反应产物从而具有对于滑动锁止机构的持久防抖性和防止带式无级变速机擦伤噪音的持久性能的自动变速机油组合物。专利文献6公开了一种以特定量包含特定碱土金属磺酸盐的自动变速机油组合物，该组合物作为用于具有滑动控制机构的自动变速机油的氧化稳定性优良且具有持久的防抖性。专利文献7公开了一种包含水杨酸钙、水杨酸镁、特定量的摩擦调整剂和特定量的硼酸改性的琥珀酰亚胺，具有优良的防抖性和特定扭矩容量(torquecapacity)的自动变速机油。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开第2003-113391号公报
专利文献2：日本专利申请特开第2001-323292号公报
专利文献3：日本专利申请特开第2000-355695号公报
专利文献4：日本专利申请特开平第11-50077号公报
专利文献5：日本专利申请特开平第10-306292号公报
专利文献6：日本专利申请特开平第10-25487号公报
专利文献7：日本专利申请特开第2000-63869号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，当促进粘度减少时，在润滑部的油膜变薄因此可能发生磨耗和咬合。因此，本发明的目的是提供一种润滑油组合物，该润滑油组合物保持较高的金属间摩擦系数从而在维持扭矩容量的同时，即使减少粘度也提高耐磨耗性和耐咬合性，该润滑油组合物特别适合用作金属带式无级变速机油。
用于解决问题的方案
作为本发明的发明人为实现上述目的进行的广泛的研究的结果，本发明基于以下发现而完成：上述目的可由各自以特定量和特定比包含特定含硼无灰分散剂和特定金属系清洁剂的润滑油组合物来实现。
即，本发明提供自动变速机用润滑油组合物，其中在基础油中，基于组合物的总质量包含：(A)按硼原子换算为300至1000质量ppm的量的含硼无灰分散剂，(B)按金属原子换算为100至1200质量ppm的量的总碱值为200mgKOH/g以上的金属系清洁剂，和(C)0.01至5质量％的量的摩擦调整剂，组分(A)按硼原子换算的含量(Bo：质量ppm)与组分(B)按金属原子换算的含量(M：质量ppm)的比(Bo/M)为0.5至4。
发明的效果
本发明的润滑油组合物可保持高的金属间摩擦系数且耐咬合性优良，特别适合于带式无极变速机。
本发明的润滑油组合物还具有除了上述那些以外的变速机油需要的优良的性能，因此适合用于汽车、建筑机械和农业机械的自动或手动变速机和差动齿轮。此外，所述润滑油组合物还可用作工业用齿轮油；用于汽车如两轮车和四轮车用，发电用和船用汽油发动机、柴油发动机或燃气发电机的润滑油；汽轮机油(turbineoil)和压缩机油。
具体实施方式
以下将详细描述本发明。
本发明的润滑油组合物包含润滑油基础油和各自以特定量的至少含硼无灰分散剂作为组分(A)、金属系清洁剂作为组分(B)和摩擦调整剂作为组分(C)。
不特别限定本发明的润滑油组合物(下文中简称为"润滑油组合物")的润滑油基础油，该润滑油基础油可为通常用于润滑油中的矿物油系基础油或合成系基础油。
矿物油系基础油的具体实例包括将原油常压蒸馏得到的常压蒸馏残油(bottomoil)减压蒸馏产生的润滑油馏分进行选自溶剂脱沥青、溶剂抽提、加氢裂化、加氢异构化、溶剂脱蜡和加氢精制(hydrorefining)的任何一种或多种处理产生的那些；蜡异构化的矿物油；和由异构化GTL蜡(气变液蜡(GastoLiquidWax))产生的那些。
用于本发明的矿物油系基础油优选为加氢裂化的矿物油系基础油。可选地，该矿物油系基础油优选蜡异构化的异链烷烃基础油，其通过将包含50质量％以上的蜡如石油系蜡或费托合成油的原料油异构化来产生。虽然这些基础油可单独或组合使用，但优选单独使用蜡异构化的基础油。
合成系基础油的具体实例包括聚丁烯及其加氢化合物(hydrogenatedcompound)；聚-α-烯烃如1-辛烯低聚物、1-癸烯低聚物和1-十二碳烯低聚物，或其加氢化合物；二酯如二(十三烷基)戊二酸酯(ditridecylglutarate)、己二酸二-2-乙基己酯、己二酸二异癸酯、二(十三烷基)己二酸酯(ditridecyladipate)和癸二酸二-2-乙基己酯；多元醇酯如新戊二醇酯、三羟甲基丙烷辛酸酯(trimethylolpropanecaprylate)、三羟甲基丙烷壬酸酯(trimethylolpropanepelargonate)、季戊四醇2-乙基己酸酯(pentaerythritol2-ethylhexanoate)和季戊四醇壬酸酯(pentaerythritolpelargonate)；芳族合成油如烷基萘、烷基苯和芳族酯；以及上述的混合物。
不特别限定用于本发明的润滑油基础油的100℃动力粘度，然而，优选为2mm2/s以上，更优选为2.5mm2/s以上，特别优选为3mm2/s以上且优选8mm2/s以下，更优选6mm2/s以下，更优选4.5mm2/s以下，特别优选4mm2/s以下。不优选100℃动力粘度大于8mm2/s的基础油，这是因为所得润滑油组合物的低温粘度特性差，同时也不优选100℃动力粘度低于2mm2/s的基础油，这是因为所得润滑油组合物由于其在润滑位点形成不充足的油膜而润滑性差、和润滑油基础油的蒸发损失大。
用于此处的100℃动力粘度表示根据ASTMD-445测定的100℃动力粘度。
不特别限定用于本发明的润滑油基础油的40℃动力粘度，然而，优选为8.0mm2/s以上，更优选为8.5mm2/s以上，特别优选为9.0mm2/s以上且优选40mm2/s以下，更优选30mm2/s以下，更优选25mm2/s以下，特别优选20mm2/s以下。不优选40℃动力粘度大于40mm2/s的基础油，这是因为所得润滑油组合物的低温粘度特性差，同时也不优选40℃动力粘度低于8.0mm2/s的基础油，这是因为所得润滑油组合物由于其在润滑位点形成不充分的油膜而润滑性差、和润滑油基础油的蒸发损失大。
用于此处的40℃动力粘度表示根据ASTMD-445测定的40℃动力粘度。
不特别限定润滑油基础油的粘度指数，然而优选为100以上，更优选为120以上，更优选为130以上，特别优选为140以上且通常为200以下，优选为160以下。使用粘度指数大于100的润滑油基础油使其能产生显示出从低温到高温的优良的粘度特性的组合物。同时，如果粘度指数太高，所得组合物将趋于在低温下粘度高。
用于本发明的润滑油基础油可为上述矿物油系基础油和合成系基础油的任一种、或由此选择的两种或更多种类型的混合物。例如，基础油可为一种或多种的矿物油系基础油，一种或多种的合成系基础油，或者一种或多种的矿物油系基础油和一种或多种的合成系基础油的混合油。
为了改进润滑油组合物的低温粘度特性和粘度指数，润滑油基础油优选为具有8至14mm2/s的40℃动力粘度的低温度基础油，或包括选自具有8至14mm2/s的40℃动力粘度的低温度基础油和相对高粘度基础油的两种或更多种类型的基础油的组合的混合基础油。当使用该混合基础油时，优选以至少20质量％以上、优选40质量％以上的量共混40℃动力粘度为8至14mm2/s的基础油。
低温度基础油的40℃动力粘度为8至14mm2/s，优选为9至12mm2/s，100℃动力粘度为2mm2/s以上且低于3.5mm2/s。
然而相对的高粘度基础油的40℃动力粘度为15至25mm2/s，100℃动力粘度为3.5mm2/s以上且4.5mm2/s以下。
上述低粘度基础油和相对的高粘度基础油的混合物的使用可提高粘度指数。
上述低粘度基础油的粘度指数优选为110以上，更优选为120以上，更优选为125以上，而相对的高粘度基础油的粘度指数优选为125以上，更优选130以上，更优选135以上。
不特别限定用于本发明的润滑油基础油的硫含量，然而，优选为0.1质量％以下，更优选为0.01质量％以下，更优选为0.005质量％以下，特别优选为0.001质量％以下，最优选实质上为0。具有优良的氧化稳定性的组合物可通过减少润滑油基础油的硫含量来产生。
本发明的润滑油组合物包含含硼无灰分散剂作为组分(A)。
含硼无灰分散剂的实例包括通过将无灰分散剂硼化产生的硼化无灰分散剂。
无灰分散剂的实例包括下述氮化合物，其可单独使用或组合使用：
(A1)每分子中具有至少一个具有40-400个碳原子的直链状或分支状烷基或烯基的琥珀酰亚胺，或其衍生物；
(A2)每分子中具有至少一个具有40-400个碳原子的直链状或分支状烷基或烯基的苄胺，或其衍生物；和
(A3)每分子中具有至少一个具有40-400个碳原子的直链状或支化状烷基或烯基的多胺，或其衍生物。
无灰分散剂的烷基或烯基的碳数优选40-400，更优选60-350。如果烷基或烯基的碳数少于40，化合物在润滑油基础油中的溶解性将趋于劣化。然而，如果烷基或烯基的碳数多于400，所得润滑油组合物将劣化低温流动性。
烷基或烯基可为直链状或支化状的，但优选烯烃如丙烯、1-丁烯或异丁烯的低聚物或者乙烯和丙烯的共低聚物衍生的支化烷基或烯基。
(A1)琥珀酰亚胺的具体实例包括由式(1)和(2)表示的化合物：
式(1)中，R1为具有40-400、优选60-350个碳原子的烷基或烯基，且a为1-5、优选2-4的整数。
式(2)中，R2和R3各自独立地为具有40-400、优选60-350个碳原子的烷基或烯基，且b为0-4、优选1-3的整数。
琥珀酰亚胺包括如式(1)所示的单型琥珀酰亚胺(mono-typesuccinimide)，其中将琥珀酐添加至多胺的一端；和如式(2)所示的双型琥珀酰亚胺，其中将琥珀酐添加至多胺的两端。润滑油组合物可包含任一种琥珀酰亚胺或其混合物。
对琥珀酰亚胺的生产方法没有特别限制。例如，可使用其中由具有含40-400个碳原子的烷基或烯基的化合物与马来酸酐在100℃至200℃的温度下反应而生产的烷基或烯基琥珀酸与多胺反应的方法。多胺的实例包括二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺和五亚乙基六胺。
(A2)苄胺的具体实例包括由式(3)表示的化合物：
式(3)中，R1为具有40-400、优选60-350个碳原子的烷基或烯基，且r为1-5、优选2-4的整数。
对苄胺的生产方法没有特别限制。它们可通过聚烯烃如丙烯低聚物、聚丁烯、或乙烯-α-烯烃共聚物与苯酚反应以生产烷基酚，然后将烷基酚与甲醛和多胺如二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、或五亚乙基六胺进行曼尼希反应来生产。
(A3)多胺的具体实例包括由式(4)表示的化合物：
R1-NH-(CH2CH2NH)k-H(4)。
式(4)中，R1为具有40-400、优选60-350个碳原子的烷基或烯基，且k为1-5、优选2-4的整数。
对多胺的生产方法没有特别限制。例如，多胺可通过将聚烯烃如丙烯低聚物、聚丁烯、或乙烯-α-烯烃共聚物氯化并将氯化的聚烯烃与氨或多胺如乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺和五亚乙基六胺反应来生产。
硼化通常通过使上述含氮化合物与硼酸反应以中和全部或部分剩余氨基和/或亚氨基来进行。
硼化琥珀酰亚胺(boronatedsuccinimide)的生产方法的实例为在日本专利申请特公昭42-8013号公报、特公昭42-8014号公报，和日本专利申请特开昭51-52381号公报、特开昭51-130408号公报中公开的那些。更具体地，硼化琥珀酰亚胺可通过将多胺和聚烯基琥珀酸(酐)与硼化合物如硼酸、硼酸酯或硼酸盐在包括醇类的溶剂、有机溶剂如己烷或二甲苯、或轻质润滑油基础油中混合，并在适合条件下加热混合物来生产。
本发明中，如果含硼无灰分散剂以本发明中的润滑油组合物所需的这样的量包含硼，其可与非硼化无灰分散剂组合使用以提高组合物的稳定性。
然而，为了实现本发明的目的如耐磨耗性和耐咬合性的提高，优选单独使用含硼无灰分散剂。
本发明中，含硼无灰分散剂由于其作为化合物的稳定性而优选硼化琥珀酰亚胺。
含硼琥珀酰亚胺的烃基的分子量优选为500以上，更优选为700以上，更优选为900以上。分子量优选为2000以下，更优选为1500以下。如果分子量小于500，所得组合物的摩擦系数将高因此省燃费不太有效。同时，分子量超过2000，实质上将难以合成含硼琥珀酰亚胺。
本发明中，含硼无灰分散剂的硼含量优选为1.0质量％以上，更优选为1.5质量％以上。硼含量还优选为3质量％以下，更优选为2.5质量％以下，特别优选2.4质量％以下。
如果硼含量小于1.0质量％，所得组合物可能无法获得符合本发明目的的耐磨耗性和耐咬合性。如果硼含量超过3质量％，则可能担心生成沉淀，并且可能引起所得组合物的稳定性差。
本发明中，含硼无灰分散剂的氮含量优选为1.0质量％以上，更优选为1.5质量％以上。氮含量优选为3质量％以下，更优选为2.5质量％以下，特别优选2.0质量％以下。
如果氮含量小于1.0质量％，所得组合物可能无法实现作为本发明目的的硼化。如果氮含量超过3质量％，所得组合物反而将引起耐磨耗性的劣化。
本发明中，组分(A)相对于润滑油组合物总质量的含量按硼原子换算必须为300质量ppm以上，优选为400质量ppm以上，更优选600质量ppm以上。上限为1000质量ppm以下，优选为900质量ppm以下，更优选为850质量ppm以下，最优选为800质量ppm以下。如果组分(A)的含量小于300质量ppm，所得组合物的极压性将差。然而，该含量超过1000质量ppm，所得组合物将对摩擦材料发挥有害作用并且防抖性的持续时间将短。可能担心生成沉淀，并且可能引起所得组合物的稳定性差。
本发明的润滑油组合物包含总碱值为200mgKOH/g以上的金属系清洁剂作为组分(B)。
用于此处的术语"总碱值"表示根据JISK2501"石油制品及润滑油中和值试验法"由高氯酸电位滴定法测量的碱值。
金属系清洁剂的具体实例包括碱土金属磺酸盐、碱土金属酚盐和碱土金属水杨酸盐。可使用选自这些化合物的任何一种或多种金属系清洁剂。特别地，出于摩擦特性的原因优选钙盐。
碱土金属磺酸盐的具体实例包括烷基芳族磺酸的碱土金属盐，该烷基芳族磺酸通过将分子量为100至1,500、优选为200至700的烷基芳族化合物磺化来产生。特别地，优选使用镁盐和/或钙盐。出于摩擦特性的原因特别优选钙盐。烷基芳族磺酸的具体实例包括石油磺酸和合成磺酸。
碱土金属酚盐的实例包括具有至少一个有4-30个、优选6-18个碳原子的直链状或分支状烷基的烷基酚、由烷基酚与硫反应产生的烷基酚硫化物、或由烷基酚与甲醛反应产生的烷基酚的曼尼希反应产物的碱金属/碱土金属盐。特别地，优选镁盐和/或钙盐。
碱土金属水杨酸盐的具体实例包括具有至少一个有4-30个、优选6-18个碳原子的直链状或分支状烷基的烷基水杨酸的碱金属/碱土金属盐。特别地，优选镁盐和/或钙盐。
如果总碱值为200mgKOH/g以上的碱土金属磺酸盐、碱土金属酚盐和碱土金属水杨酸盐包括由烷基芳族磺酸、烷基酚、烷基酚硫化物、烷基酚的曼尼希反应产物或烷基水杨酸直接与金属碱如碱土金属氧化物或氢氧化物反应，或者通过将烷基芳族磺酸、烷基酚、烷基酚硫化物、烷基酚的曼尼希反应产物或烷基水杨酸转化为碱金属盐如钠盐和钾盐，接着用碱土金属盐置换而产生的中性盐(正盐)；在水的存在下通过加热这些中性盐(正盐)和过量的碱土金属盐或碱土金属碱(碱土金属氢氧化物或氧化物)而产生的碱式盐；和在碳酸气的存在下通过将这些中性盐与碱如碱金属或碱土金属氢氧化物反应而产生的过碱式盐(超碱式盐)。
这些反应通常在溶剂(脂族烃溶剂如己烷，芳族烃溶剂如二甲苯，和轻质润滑油基础油)中进行。尽管金属系清洁剂一般以用轻质润滑油基础油来稀释的状态而商购可得，但优选使用其金属含量为1.0至20质量％、优选为2.0至16质量％的金属系清洁剂。
用于本发明的金属系清洁剂优选为过碱式盐。
本发明中组分(B)相对于润滑油组合物的总质量的含量按金属原子换算必须为100质量ppm以上，优选为200质量ppm以上，更优选为300质量ppm以上，更优选350质量ppm以上。组分(B)的含量还优选为1200质量ppm以下，更优选为1000质量ppm以下，更优选为800质量ppm以下，特别优选为600质量ppm以下，最优选为450质量ppm以下。如果该含量小于100质量ppm，所得组合物将趋于摩擦特性提高效果不充分。同时，如果该含量超过1200质量ppm，所得组合物将由于对湿式离合器的摩擦材料的有害效果而劣化摩擦特性。
用于本发明的金属系清洁剂优选为磺酸钙。优选单独使用磺酸钙。这是因为磺酸钙的摩擦特性最符合本发明寻求的摩擦特性。
本发明的润滑油组合物中，重要的是组分(A)的含量和组分(B)的含量在特定范围内。即，相对于润滑油组合物的总质量，组分(A)按硼原子换算的含量(Bo：质量ppm)与组分(B)按金属原子换算的含量(M：质量ppm)的比(Bo/M)必须为0.5至4。Bo/M下限值为0.5以上，优选为0.6以上，更优选为0.7以上，特别优选为1.0以上。上限值4以下，优选为3.5以下，优选为3以下，更优选为2.5以下，特别优选为2以下。如果Bo/M小于0.5，所得组合物的金属间摩擦系数提高效果不充分。然而，Bo/M超过4，所得组合物的金属间摩擦系数提高效果也不充分。
本发明的润滑油组合物还包含摩擦调整剂作为组分(C)。
摩擦调整剂可为通常已用作润滑油领域的摩擦调整剂的任何化合物。具体实例包括各具有在其分子中具有至少一个有6-30个碳原子的烷基或烯基、特别是具有6-30个碳原子的直链烷基或烯基的胺化合物、酰亚胺化合物、脂肪酸酯、脂肪酸酰胺、和脂肪酸金属盐、
胺化合物的实例包括各具有6-30个碳原子的直链状或支化状、优选直链状脂族一元胺和脂族多胺，和这些脂族胺的环氧烷加合物。
酰亚胺化合物的实例包括具有含6-30个碳原子的直链状或支化状烷基或烯基的琥珀酰亚胺，和/或其与羧酸、硼酸、磷酸或硫酸的改性产物。
脂肪酸酯的实例包括具有7-30个碳原子的直链状或支化状、优选直链状脂肪酸与脂族一元醇或脂族多元醇的酯。脂肪酸酰胺的实例包括具有7-31个碳原子的直链状或支化状、优选直链状脂肪酸与脂族一元胺或脂族多胺的酰胺。
脂肪酸金属盐的实例包括具有7-31个碳原子的直链状或支化状、优选直链状脂肪酸的碱土金属盐(镁盐或钙盐)或锌盐。
本发明中，出于提高疲劳寿命的目的，润滑油组合物优选包含选自胺系摩擦调整剂、酯系摩擦调整剂、酰胺系摩擦调整剂、脂肪酸系摩擦调整剂的一种或两种，特别优选包含选自胺系摩擦调整剂、脂肪酸系摩擦调整剂和酰胺系摩擦调整剂的一种或两种。当本发明的驱动传输机制用润滑组合物特别地用于自动变速机或无级变速机时，出于显著提高防抖性的耐久性，优选包含酰亚胺系摩擦调整剂。
摩擦调整剂相对于组合物总质量的含量为0.01质量％以上，优选为0.05质量％以上，更优选为0.1质量％以上，最优选为0.3质量％以上。该含量还为5质量％以下，优选为3质量％以下，更优选为1质量％，更优选为0.5质量％以下。如果该含量小于0.01质量％，将难以确保必要的防抖性。同时，如果该含量超过5质量％，将难以确保必须的金属间摩擦系数。
本发明的润滑油组合物优选进一步包含磷系添加剂(phosphorus-containingadditive)作为组分(D)。组分(D)的添加使得可能进一步提高耐磨耗性和耐咬合性，此外提高湿式离合器的摩擦特性。
组分(D)磷系添加剂的实例包括烷基二硫代磷酸锌、磷酸、亚磷酸、磷酸单酯类、磷酸二酯类、磷酸三酯类、亚磷酸单酯类、亚磷酸二酯类、亚磷酸三酯类、磷酸(亚磷酸)的盐，及它们的混合物。
这些组分(D)中，除磷酸和亚磷酸以外的那些为包含具有一般为2-30个、优选为3-20个碳原子的烃基的化合物。具有2-30个碳原子的烃基的具体实例包括烷基、环烷基、烷基取代的环烷基、烯基、芳基、烷基取代的芳基和芳基取代的烷基。这些烷基可为直链状或支化状。
磷酸(亚磷酸)的盐的具体实例包括通过使得磷酸单酯、磷酸二酯、亚磷酸单酯或亚磷酸二酯与分子中仅包含具有1-8个碳原子的烃基或含羟基的烃基的含氮化合物如氨或胺化合物反应以中和全部或部分剩余酸性氢而产生的那些。
可共混这些组分(D)的任何一种或多种。
本发明中，优选使用烷基或烯基亚磷酸酯。特别优选使用具有8个以下的碳原子、优选为5个以下的碳原子的烷基亚磷酸酯。
本发明中，优选组合使用亚磷酸和烷基或烯基亚磷酸酯。
当组合使用亚磷酸和烷基或烯基亚磷酸酯时，亚磷酸:烷基或烯基亚磷酸酯的磷量比优选为1:0.2至1:3.5，更优选为1:0.5至1:3，更优选为1:1至1:2。如果亚磷酸的比小于0.2或超过10，将劣化金属间摩擦系数和防抖性的平衡。
当本发明的润滑油组合物共混有组分(D)时，对其含量没有特别限定，然而，出于提高湿式离合器的摩擦系数并获得润滑油组合物的优良的氧化稳定性，相对于润滑油组合物的总质量按磷原子换算，优选为50质量ppm以上，更优选为100质量ppm以上，更优选为200质量ppm以上，最优选为400质量ppm以上，且优选为2000质量ppm以下，更优选为1500质量ppm以下，更优选为1000质量ppm以下，特别优选为800质量ppm以下，最优选为600质量ppm以下。
如果按磷原子换算的量小于50质量ppm，所得组合物的耐磨耗性或金属间摩擦系数将不充分，而且防抖性也不充分。如果该量超过2000质量ppm，组分(D)将发挥对氧化稳定性或密封材料的有害效果。
本发明的润滑油组合物可组合包含组分(D)磷系添加剂和除组分(D)以外的极压剂。可组合使用的此类极压剂可为通常用作润滑油极压剂的任何化合物。极压剂的实例包括含硫化合物如二硫化物类、硫化烯烃类和硫化油脂类。选自这些化合物的任何一种或多种化合物可以任意量共混。极压剂相对于润滑油组合物的总质量的量通常为0.01至5.0质量％。
本发明的润滑油组合物优选包含粘度指数改进剂作为组分(E)。粘度指数改进剂的具体实例包括非分散型粘度指数改进剂如选自各种甲基丙烯酸酯或其加氢化合物的一种或多种单体的聚合物或共聚物，和分散型粘度指数改进剂如进一步包含氮化合物的各种甲基丙烯酸酯的共聚物。
其它粘度指数改进剂的具体实例包括非分散型或分散型乙烯-α-烯烃共聚物(α-烯烃可为丙烯、1-丁烯或1-戊烯)或其加氢化合物；聚异丁烯或其加氢化合物；苯乙烯-二烯共聚物的加氢化合物；苯乙烯-马来酸酐酯共聚物；和聚烷基苯乙烯。
考虑剪切稳定性来选择粘度指数改进剂的分子量。非分散型或分散型聚甲基丙烯酸酯的数均分子量为5,000至150,000，优选为5,000至35,000。聚异丁烯或其加氢化合物的数均分子量为800至5,000，优选为1,000至4,000。乙烯-α-烯烃共聚物或其加氢化合物的数均分子量为800至150,000，优选为3,000至12,000。这些粘度指数改进剂中，乙烯-α-烯烃共聚物或其加氢化合物的使用使得可能产生剪切稳定性特别优良的润滑油组合物。选自这些粘度指数改进剂的一种或多种化合物可以任何量共混进本发明的润滑油组合物中。粘度指数改进剂相对于组合物总量的含量一般为0.1至40.0质量％。
用于本发明的粘度指数改进剂优选为甲基丙烯酸的聚合物或共聚物，其为聚甲基丙烯酸酯。这是因为聚甲基丙烯酸酯具有作为粘度指数改进剂的提高低温粘度特性和粘度指数提高效果。
粘度指数改进剂的重均分子量优选为5,000至100,000，更优选为10,000以上，并且更优选为70,000以下。优选组合使用重均分子量为5,000以上且小于30,000的粘度指数改进剂和重均分子量为30,000以上且70,000以下的粘度指数改进剂。重均分子量为30,000以上且70,000以下的粘度指数改进剂优选重均分子量为60,000以下。
当组合使用各自具有5,000以上且小于30,000的重均分子量和30,000以上且70,000以下的重均分子量的那些时，作为添加剂的分子量为5,000以上且小于30,000的粘度指数改进剂:重均分子量为30,000以上且小于70,000的粘度指数改进剂的质量比优选为1:0.02至1:1，更优选为1:0.05至1:0.8，更优选为1:0.1至1:0.5。
组合使用两种类型的聚甲基丙烯酸酯的原因为在本发明中最良好地平衡剪切稳定性、低温粘度特性和粘度指数提高效果。
出于进一步提高组合物的性能的目的，必要时，本发明的润滑油组合物可共混一种或多种除上述添加剂以外的各种添加剂如抗氧化剂、腐蚀抑制剂、防锈剂、反乳化剂、金属减活剂、倾点下降剂、橡胶膨胀剂(rubberswellingagent)、消泡剂和着色剂。
抗氧化剂可为任何已通常用于润滑油的抗氧化剂，如苯酚系化合物或胺系化合物。抗氧化剂的具体实例包括烷基酚类如2-6-二-叔丁基-4-甲基苯酚；双酚类如亚甲基-4,4-双酚(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚)；萘胺类如苯基-α-萘胺；二烷基二苯基胺(dialkyldiphenylamine)类；二烷基二硫代磷酸锌类如二-2-乙基己基二硫代磷酸锌；和(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯)脂肪酸(如丙酸)与一元醇或多元醇如甲醇、十八烷醇、1,6-己二醇、新戊二醇、硫代二乙二醇、三乙二醇和季戊四醇的酯。可以任何量使用选自这些抗氧化剂的任何一种或多种。本发明中，优选组合使用胺系化合物和苯酚系化合物。
腐蚀抑制剂的实例包括苯并***系、甲苯基***(tolyltriazole)系、噻二唑系、和咪唑系化合物。
防锈剂的实例包括石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐、二壬基萘磺酸盐、烯基琥珀酸酯和多元醇酯。
反乳化剂的实例包括聚亚烷基二醇系非离子表面活性剂如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚和聚氧乙烯烷基萘基醚。
金属减活剂的实例包括咪唑啉、嘧啶衍生物、烷基噻二唑、巯基苯并噻唑、苯并***及其衍生物、1,3,4-噻二唑多硫化物、1,3,4-噻二唑基-2,5-双二烷基二硫代氨基甲酸酯、2-(烷基二硫代)苯并咪唑、和β-(邻羧基苯甲硫基)丙腈。
倾点下降剂可根据润滑油基础油选自任何常规的倾点下降剂。倾点下降剂优选重均分子量为50,000至300,000、优选为60,000至300,000、特别优选为100,000至250,000的聚(甲基)丙烯酸酯系倾点下降剂。
消泡剂可为一般已用作润滑油用消泡剂的任何化合物。此类化合物的实例包括硅酮类如二甲基硅酮和氟硅酮。可以任何量包含选自这些化合物的任何一种或多种化合物。
着色剂可为一般已使用的任何化合物，且可以任何量共混。量相对于组合物的总质量一般为0.001至1.0质量％，。
当这些添加剂包含于本发明的润滑油组合物中时，各自以0.005至5质量％的量包含抗氧化剂、腐蚀抑制剂、防锈剂和反乳化剂，以0.005至1质量％的量包含金属减活剂，以0.05至1质量％的量包含倾点下降剂，以0.0005至1质量％的量包含消泡剂，并以0.001至1质量％的量包含着色剂，全部相对于组合物的总质量。
本发明的润滑油组合物的100℃动力粘度优选为4mm2/s以上，更优选为4.5mm2/s以上，更优选为5mm2/s以上，特别优选为5.5mm2/s以上，最优选为6mm2/s以上，并且优选为9mm2/s以下，更优选为8mm2/s以下，更优选为7.5mm2/s以下，特别优选为7mm2/s以下，最优选为6.5mm2/s以下。
如果动力粘度低于4mm2/s，所得组合物将无法形成足够厚度的油膜，因此耐磨耗性不充分。如果动力粘度超过9mm2/s，所得组合物将不仅无法提供充分的省燃费效果，而且引起低温时的起动性(startability)不充分。
本发明的润滑油组合物的40℃动力粘度优选为10mm2/s以上，更优选为12mm2/s以上，更优选为15mm2/s以上，并且优选为30mm2/s以下，更优选为25mm2/s以下，更优选为20mm2/s以下。
如果动力粘度低于10mm2/s，所得组合物将无法形成足够厚度的油膜，因此耐磨耗性不充分。如果动力粘度超过30mm2/s，所得组合物的省燃费性显著差。
本发明的润滑油组合物的-40℃BF粘度优选为20,000mPa·s以下，更优选为15,000mPa·s以下，更优选为10,000mPa·s以下，特别优选为8,000mPa·s以下，最优选为7,000mPa·s以下。如果BF粘度超过20,000mPa·s，将趋于引起低温时起动性不充分。
本发明的润滑油组合物的粘度指数优选为160以上，更优选为180以上，更优选为200以上，最优选为210以上，并且优选为300以下，更优选为250以下，更优选为230以下。如果粘度指数小于160，所得组合物将趋于省燃费性不充分。粘度指数大于300的组合物包含太多聚(甲基)丙烯酸酯系粘度指数改进剂并且将趋于剪切稳定性不充分。
本发明的自动变速机用润滑油组合物适合用于具有金属带的无级变速机。特别地，润滑油组合物适合于具有链带型金属带的无级变速机。
实施例
下文中，通过以下实施例和比较例更详细地描述本发明，所述实施例和比较例不应解释为限制本发明的范围。
(实施例1至18和比较例1至7)
制备如表1所示的实施例1至18和比较例1至7的润滑油组合物，并进行下列试验，评价结果如表1所示。表1中，基础油的比基于基础油的总质量，且各添加剂的量基于组合物的总质量。
(1)根据ASTMD2783由高速四球试验法(Four-BallExtremePressureTestMethod)评价初期非咬合载荷(lastnon-seizureload，LNSL)
(2)根据ASTMD4172由高速四球试验法评价磨耗痕径(wearscardiameter)
(3)根据ASTMD3233由法莱克斯咬合试验(FalexSeizuretest)评价咬合载荷
(4)根据JASO法(高载荷法)M358:2005由LFW-1试验评价金属间摩擦系数
(5)根据JASO法M349:2010由LVFA耐久性试验评价振动耐久性试验
[表1]
由如表1所示的结果清楚得知，硼/金属比(Bo/M)分别为7.0和5.0的比较例1和7的组合物由LFW-1评价的金属间摩擦系数比实施例的那些低。
硼/金属比(Bo/M)为0.4的比较例2的组合物由LFW-1评价的金属间摩擦系数比实施例的那些低。
使用碱值为70mgKOH/g的磺酸钙的比较例3的组合物由LFW-1评价的金属间摩擦系数比实施例的那些低，且耐磨耗性和耐咬合性不充分。
使用含硼无灰分散剂但其量为200质量ppm的比较例4和5、和硼量为1200质量ppm的比较例6的组合物由LFW-1评价的金属间摩擦系数比实施例的那些低，且耐磨耗性和耐咬合性不充分。此外，这些比较例的组合物由LFW-1评价的金属间摩擦系数低，对扭矩容量给出有害效果。

Claims (6)

1.一种自动变速机用润滑油组合物，其中在润滑油基础油中，相对于所述组合物的总质量包含以下成分：
(A)按硼原子换算为300至1000质量ppm的量的含硼无灰分散剂；
(B)按金属原子换算为100至1200质量ppm的量的总碱值为200mgKOH/g以上的金属系清洁剂；和
(C)0.01至5质量％的量的摩擦调整剂，
组分(A)的按硼原子换算的含量(Bo：质量ppm)与组分(B)的按金属原子换算的含量(M：质量ppm)的比(Bo/M)为0.5至4。
2.根据权利要求1所述的自动变速机用润滑油组合物，其中所述润滑油基础油包括一种基础油或两种或更多种基础油的混合物，至少一种所述基础油为40℃动力粘度为8至14mm2/s的矿物油系基础油或合成系基础油，所述基础油的共混率为20质量％以上，并且所述组合物的40℃动力粘度为10至30mm2/s且粘度指数为160以上。
3.根据权利要求1或2所述的自动变速机用润滑油组合物，进一步包含(D)相对于所述组合物的总质量按磷原子换算为50至2000质量ppm的量的磷系添加剂，和(E)相对于所述组合物的总质量为0.1至40质量％的量的粘度指数改进剂。
4.根据权利要求1至3任一项所述的自动变速机用润滑油组合物，其中所述含硼无灰分散剂(A)包含1质量％以上的硼和3质量％以上的氮。
5.根据权利要求1至4任一项所述的自动变速机用润滑油组合物，其中所述金属系清洁剂(B)由磺酸钙组成。
6.根据权利要求1至5任一项所述的自动变速机用润滑油组合物，其中所述组合物用于具有金属带的无级变速机。
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